Por que os balões de hélio esvaziam?

Os balões de hélio esvaziam depois de alguns dias, embora os balões de látex comuns cheios de ar possam manter sua forma por semanas. Por que os balões de hélio perdem seu gás e sua sustentação tão rapidamente? A resposta tem a ver com a natureza do hélio e o material do balão.

Principais vantagens: balões de hélio

Hélio é um gás nobre, o que significa que cada átomo de hélio tem um completo camada de elétron de valência. Como os átomos de hélio são estáveis ​​por conta própria, eles não formam ligações químicas com outros átomos. Portanto, os balões de hélio são preenchidos com muitos pequenos átomos de hélio. Balões regulares são cheios de ar, o que é

Os átomos de hélio são muito pequenos - tão pequenos que o movimento aleatório dos átomos, eventualmente, permite que eles encontrem seu caminho através do material do balão através de um processo chamado difusão. Um pouco de hélio até encontra seu caminho através do nó que amarra o balão.

Nem o hélio nem os balões de ar esvaziam completamente. Em algum ponto, a pressão dos gases dentro e fora do balão torna-se a mesma e o balão atinge o equilíbrio. Os gases ainda são trocados pela parede do balão, mas ele não encolhe mais.

O ar se difunde lentamente através dos balões de látex regulares, mas os espaços entre as moléculas de látex são pequenos o suficiente para que o ar suficiente para vazar seja muito importante. Se você colocar hélio em um balão de látex, ele se espalhará tão rapidamente que o balão esvaziará em quase nenhum momento. Além disso, ao encher um balão de látex, você o enche de gás e pressiona a superfície interna do material. Um balão de raio de 5 polegadas tem aproximadamente 1000 libras de força exercida em sua superfície! Você pode inflar um balão soprando ar nele porque a força por unidade de área da membrana não é muito grande. Ainda é pressão suficiente para forçar o hélio através da parede do balão, da mesma forma que a água pinga através de uma toalha de papel.

Então, os balões de hélio são de folha fina ou Mylar porque esses balões mantêm sua forma sem a necessidade de muita pressão e porque os poros entre as moléculas são menores.

O que esvazia mais rápido do que um balão de hélio? UMA hidrogênio balão. Mesmo que os átomos de hidrogênio formem ligações químicas entre si para se tornarem H₂ gás, cada molécula de hidrogênio ainda é menor do que um único átomo de hélio. Isso ocorre porque os átomos de hidrogênio normais não têm nêutrons, enquanto cada átomo de hélio tem dois nêutrons.

Você já sabe que o material do balão afeta a capacidade de retenção do hélio. Folha e Mylar funcionam melhor do que látex, papel ou outros materiais porosos. Existem outros fatores que influenciam por quanto tempo um balão de hélio permanece inflado e flutua.

• Os revestimentos no interior do balão afetam sua duração. Alguns balões de hélio são tratados com um gel que ajuda a reter o gás por mais tempo.
• Temperatura influencia a duração de um balão. Em temperaturas mais altas, o movimento das moléculas aumenta, então a taxa de difusão (e a taxa de deflação) aumenta. Aumenta a temperatura também aumenta a pressão que o gás exerce na parede do balão. Se o balão for de látex, ele pode se expandir para acomodar o aumento da pressão, mas isso também aumenta as lacunas entre as moléculas de látex, de modo que o gás pode escapar mais rapidamente. Um balão de alumínio não pode se expandir, então o aumento da pressão pode causar o estouro do balão. Se o balão não estourar, a pressão significa que os átomos de hélio interagem com mais frequência com o material do balão, vazando mais rápido.